Fiche de révision : Neurosciences du système nerveux

📋 Plan du Cours

1. Organisation cellulaire du système nerveux
2. Transmission électrique et synaptique
3. Cellules gliales et myélinisation
4. Réseaux neuronaux et états cérébraux
5. Anatomie générale du système nerveux
6. Structures cérébrales et fonctions
7. Lobes et aires corticales
8. Réseaux émotionnels et amygdale
9. Amygdale et apprentissage de la peur
10. Connexions et fonctions de l’amygdale
11. Agressivité et régulation émotionnelle
12. Insula et interoception
13. Cortex cingulaire et décision
14. Diencéphale et régulation hormonale
15. Substance grise périaqueducale
16. Moelle et système nerveux périphérique

📖 1. Organisation cellulaire du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule constituée d’un corps cellulaire, de dendrites, d’un axone et de synapses, qui reçoit, intègre, conduit et transmet l’information nerveuse.

★ À maîtriser

📌 Le système nerveux comprend deux grands types cellulaires : les neurones, qui assurent la fonction neurologique, et les cellules gliales, qui assurent notamment le soutien, la myélinisation et la transmission de l’influx nerveux.

Compléments

• Les dendrites et les corps cellulaires des neurones portent des milliers de synapses, ce qui permet aux neurones de former un réseau neuronal très dense.

💡 Astuce mémo

Neurones = fonction neurologique ; cellules gliales = soutien indispensable

📖 2. Transmission électrique et synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Influx nerveux constitué de signaux électriques qui transmettent l’information le long du neurone.
• Synapse : Jonction entre deux neurones, comprenant une membrane présynaptique, une fente synaptique et une membrane postsynaptique porteuse de récepteurs.

★ À maîtriser

• 🔄 La transmission neuronale suit plusieurs étapes:

  1. Réception par les dendrites et le corps cellulaire
  2. Intégration de l’information
  3. Conduction dans l’axone
  4. Transmission par les terminaisons synaptiques

• Le potentiel de repos résulte d’une différence de concentration d’ions de part et d’autre de la membrane plasmique, ce qui génère une différence de potentiel électrique.

• La fente synaptique est un espace de 20 à 40 nanomètres entre la membrane présynaptique et la membrane postsynaptique.

• Le neurotransmetteur est synthétisé par le corps cellulaire, transporté dans l’axone, stocké dans des vésicules du bouton synaptique, libéré dans la fente synaptique, puis fixé sur un récepteur postsynaptique qui ouvre un canal ionique.

📌 Le glutamate est présenté comme un neurotransmetteur excitateur qui ouvre des canaux ioniques, tandis que le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur qui provoque une hyperpolarisation membranaire et bloque l’influx nerveux.

Compléments

• Dans l’axone, le potentiel d’action dépolarise la membrane adjacente, se propage, puis est suivi quelques millisecondes plus tard d’une hyperpolarisation et d’une période réfractaire.

💡 Astuce mémo

Réception → intégration → conduction → transmission

📖 3. Cellules gliales et myélinisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Oligodendrocyte : Cellule gliale qui produit la gaine de myéline des axones, ce qui accélère la conduction de l’influx nerveux et fournit un support métabolique aux neurones.
• Barrière hémato-encéphalique : Limite le passage direct des substances présentes dans le sang vers le cerveau.

★ À maîtriser

📌 Les astrocytes assurent la protection, la nutrition, l’homéostasie ionique et le soutien structural et métabolique des neurones, tandis que la microglie assure la surveillance immunitaire du système nerveux central.

📌 La sclérose en plaques est une maladie démyélinisante qui atteint les oligodendrocytes et fragilise la gaine de myéline, entraînant des signes neurologiques.

• La conduction saltatoire accélère l’influx nerveux en le faisant sauter d’un nœud de Ranvier au suivant le long d’un axone myélinisé.

Compléments

• La microglie assure la surveillance immunitaire du système nerveux central, résorbe des synapses usagées et participe à la plasticité cérébrale.

💡 Astuce mémo

A-O-M : Astrocytes, Oligodendrocytes, Microglie

📖 4. Réseaux neuronaux et états cérébraux

📝 Points essentiels

• Un neurone peut recevoir jusqu’à 10000 connexions et participer à des réseaux comprenant des centaines de milliers de neurones.

📌 Le réseau exécutif central participe à la mémoire de travail et au contrôle cognitif, le réseau de saillance sélectionne les informations pertinentes, et le réseau du mode par défaut s’active notamment au repos et dans la rêverie.

• La première publication du réseau du mode par défaut est située vers 2001 dans le cours, qui précise qu’au repos environ 80 % de l’énergie métabolique est consommée par le cerveau.

• Le réseau de saillance agit comme un pivot : s’il juge une information non pertinente, il favorise le réseau du mode par défaut, et s’il la juge pertinente, il active davantage le réseau exécutif central.

💡 Astuce mémo

Réseau exécutif actif, réseau par défaut au repos, saillance comme pivot

📖 5. Anatomie générale du système nerveux

★ À maîtriser

📌 Le système nerveux central comprend le cerveau, le cervelet, le tronc cérébral et la moelle épinière, tandis que le système nerveux périphérique comprend les nerfs qui relient le système nerveux central au reste de l’organisme.

📌 Le système nerveux sympathique constitue plutôt un accélérateur utilisant principalement la noradrénaline ou l’adrénaline, tandis que le système parasympathique constitue plutôt un frein utilisant l’acétylcholine.

Compléments

• Le système nerveux autonome comprend, selon certaines classifications, une troisième branche appelée système nerveux entérique, et l’intestin contient autant de neurones que la moelle épinière selon le cours.

• La moelle épinière se termine approximativement au niveau de la première vertèbre lombaire, tandis que les nerfs se prolongent ensuite dans le canal lombaire.

💡 Astuce mémo

Cerveau → tronc cérébral → moelle épinière → nerfs périphériques

📖 6. Structures cérébrales et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Cervelet : Organe branché en dérivation du tronc cérébral qui intervient principalement dans l’équilibre, la posture, le tonus musculaire, la coordination des mouvements et la motricité fine.

★ À maîtriser

📌 La substance grise contient principalement les corps cellulaires des neurones et assure le traitement neurologique, tandis que la substance blanche est formée d’axones myélinisés et assure surtout la transmission de l’influx.

• Le corps calleux est une structure de substance blanche qui relie les deux hémisphères cérébraux.

• Le tronc cérébral comprend le diencéphale, la protubérance et le bulbe rachidien, et il contient la formation réticulée impliquée dans la conscience, l’éveil et l’activation.

📌 Toute atteinte importante du tronc cérébral ou de la formation réticulée peut entraîner un coma, car le tronc cérébral constitue une structure vitale.

Compléments

• Les noyaux gris centraux comprennent notamment:

  • le noyau caudé
  • le putamen
  • le globus pallidus
  • les noyaux sous-thalamiques
  • la substance noire

• Le vermis cérébelleux participe surtout à l’équilibre, à la posture et au tonus musculaire, tandis que les deux hémisphères cérébelleux participent à la coordination des mouvements et à la motricité fine.

💡 Astuce mémo

Substance grise : traitement ; substance blanche : transmission

📖 7. Lobes et aires corticales

🔑 Notions clés & Définitions

• Somatotopie : Correspondance entre une zone précise du cortex et une fonction corporelle précise, notamment pour la motricité et la sensibilité.

★ À maîtriser

• Les principaux lobes cérébraux se situent ainsi:

  • lobe frontal en avant du sillon central
  • lobe pariétal en arrière du sillon central
  • lobe temporal sous la scissure de Sylvius
  • lobe occipital à l’arrière du cerveau

• Le cortex préfrontal participe au raisonnement, à l’abstraction, à la planification, aux fonctions exécutives, à la mémoire et à la concentration.

📌 Un excès de noradrénaline lié au stress déconnecte le cortex préfrontal, ce qui bloque les fonctions exécutives au profit de réponses émotionnelles, stéréotypées ou réflexes.

📌 Le cortex moteur primaire situé dans la frontale ascendante assure la motricité volontaire, tandis que les circuits extrapyramidaux profonds participent à la motricité automatique.

• Le lobe temporal participe notamment au langage, à la perception auditive, à la mémoire à long terme et à la gestion des émotions, tandis que le lobe occipital traite principalement l’information visuelle.

📌 L’aire de Broca participe à la production du langage articulé, tandis que l’aire de Wernicke participe principalement à la compréhension du langage ; une atteinte de l’une ou de l’autre peut provoquer une aphasie.

Compléments

• Dans la somatotopie motrice, la jambe est représentée sur la face interne, la main et le pouce dans la partie moyenne, et le visage dans le tiers inférieur de la bande motrice.

💡 Astuce mémo

Frontal moteur et exécutif → pariétal sensitif → temporal auditif et mnésique → occipital visuel

📖 8. Réseaux émotionnels et amygdale

🔑 Notions clés & Définitions

• Amygdale : Structure située dans la profondeur du lobe temporal, en avant de l’hippocampe, qui joue un rôle central dans les émotions, notamment la peur et l’agressivité.

📝 Points essentiels

• Les principales régions émotionnelles centrales sont:

  • l’amygdale
  • le noyau accumbens
  • l’hypothalamus
  • le cortex orbitofrontal
  • le cortex cingulaire antérieur
  • le cortex préfrontal ventromédian

• Le noyau accumbens appartient au circuit de la récompense et est associé à la dopamine, tandis que l’aire tegmentale ventrale participe au système dopaminergique mésolimbique.

📌 La réactivité émotionnelle implique notamment le cortex cingulaire antérieur dorsal, l’amygdale, la substance grise périaqueducale et l’insula, tandis que la régulation explicite implique notamment les cortex préfrontaux dorsolatéral et ventrolatéral.

📌 La régulation explicite des émotions est consciente et verbalisable, tandis que la régulation implicite est souvent inconsciente et implique notamment le cortex cingulaire antérieur ventral et le cortex préfrontal ventromédian.

• Les principaux groupes de noyaux de l’amygdale sont: les noyaux basolatéraux qui reçoivent les stimuli sensoriels, le noyau médial qui traite l’information olfactive, le noyau central qui constitue une voie de sortie de la réponse amygdalienne

• L’amygdale reçoit les stimuli sensoriels, leur attribue une valeur émotionnelle en fonction de l’expérience et peut déclencher une réponse défensive rapide, comme la fuite face à un danger appris.

📌 La voie rapide de réactivité amygdalienne permet une réponse réflexe à un danger potentiel, tandis que la voie lente passe par le cortex et permet une analyse plus élaborée du stimulus.

💡 Astuce mémo

Stimulus sensoriel → amygdale → réponse émotionnelle et comportementale

📖 9. Amygdale et apprentissage de la peur

🔑 Notions clés & Définitions

• Amygdale : Groupe de noyaux situé dans la partie antéro-médiane sous-jacente au lobe temporal et particulièrement impliqué dans la peur et l’anxiété.

★ À maîtriser

• Lorsqu’un stimulus est reconnu comme dangereux par expérience, apprentissage culturel ou observation, il reçoit une signification émotionnelle qui associe le serpent au danger et déclenche une fuite rapide.

Compléments

• Le cortex entorhinal, situé à proximité de l’hippocampe, contribue à mémoriser l’information associant un stimulus dangereux à une réponse de fuite.

💡 Astuce mémo

Danger appris → étiquette émotionnelle → fuite rapide

📖 10. Connexions et fonctions de l’amygdale

★ À maîtriser

• Les principales entrées de l’amygdale proviennent de : (Zhang, 2021):

  • Locus coeruleus
  • Cortex associatif
  • Thalamus
  • Hippocampe
  • Cortex préfrontal
  • Tronc cérébral

• Les sorties de l’amygdale participent à l’apprentissage de la peur, aux fonctions végétatives, à l’anxiété, à l’évitement, à la régulation autonomique, à la récompense, au comportement alimentaire et aux réponses motrices.

📌 La substance grise périaqueducale intervient dans le freezing, c’est-à-dire l’immobilisation face au stress, tandis que les réponses fight et flight correspondent respectivement à la lutte et à la fuite.

Compléments

• L’amygdale est connectée à la prise de décision, à la motricité, à la régulation viscérale, aux influx sensoriels, à la valence émotionnelle, à l’attention, à la vigilance et au contrôle cognitif préfrontal.

💡 Astuce mémo

Entrées sensorielles vers l’amygdale, sorties vers l’action

📖 11. Agressivité et régulation émotionnelle

★ À maîtriser

• Le syndrome de Klüver-Bucy peut résulter d’une destruction bilatérale de l’amygdale, notamment après une encéphalite herpétique, avec des fonctions intellectuelles préservées mais une perte de réactivité émotionnelle et une difficulté à reconnaître la peur faciale.

📌 Une activité sérotoninergique diminuée est associée à une augmentation de l’agressivité dans certains circuits, tandis que les agonistes sérotoninergiques sont connus pour diminuer l’anxiété et l’agressivité.

📌 Le GABA est un neuromédiateur inhibiteur qui freine l’activité nerveuse, tandis que le glutamate est un neurotransmetteur excitateur qui l’accélère.

Compléments

• La stimulation de la partie médiane de l’amygdale peut provoquer une attaque défensive, tandis que la stimulation de sa partie latérale est davantage associée à une agression prédatrice.

• Le cortex préfrontal exerce un frein sur l’activité amygdalienne, et une activité préfrontale réduite chez les psychopathes pourrait limiter le contrôle de l’impulsivité.

💡 Astuce mémo

Sérotonine et GABA freinent, glutamate excite

📖 12. Insula et interoception

🔑 Notions clés & Définitions

• Insula : Bande de cortex située sous les plis de la fissure sylvienne, s’étendant des régions préfrontales aux régions pariéto-temporales et participant à l’intégration des états corporels.
• Interoception : Sensations internes, souvent inconscientes, qui participent à l’équilibre émotionnel et physiologique.

★ À maîtriser

• L’insula traite progressivement les informations corporelles selon un gradient postéro-antérieur allant des sensations viscérales brutes vers l’intégration émotionnelle et cognitive.

Compléments

• La partie postérieure de l’insula reçoit des informations interoceptives du noyau du tractus solitaire et des informations exteroceptives liées notamment à la douleur, à la température, au toucher, au goût et aux changements viscéraux.

• L’insula antérieure et moyenne est hyperactivée dans plusieurs troubles anxieux, notamment le stress post-traumatique, l’anxiété sociale, les phobies spécifiques et le conditionnement de la peur.

💡 Astuce mémo

Insula postérieure : sensation → moyenne : intégration → antérieure : émotion

📖 13. Cortex cingulaire et décision

🔑 Notions clés & Définitions

• Marqueurs somatiques : Damasio — Sensations internes qui influencent la prise de décision, souvent sans accès conscient direct.

★ À maîtriser

• Le cortex cingulaire antérieur et moyen reçoit la convergence fonctionnelle du système de l’action, associé à la noradrénaline, et du système de la motivation, associé à la dopamine, pour contribuer à la prise de décision.

Compléments

• Le cortex cingulaire antérieur peut atténuer la réponse de peur de l’amygdale lorsqu’il est programmé pour exercer cette fonction inhibitrice.

💡 Astuce mémo

Motivation et action convergent → décision comportementale

📖 14. Diencéphale et régulation hormonale

🔑 Notions clés & Définitions

• Thalamus : Station d’aiguillage sensoriel qui filtre et distribue chaque signal vers le cortex sensoriel primaire correspondant.
• Hypothalamus : Participe à la faim, à la soif, à la régulation thermique, à la reproduction, au comportement sexuel et au contrôle de l’hypophyse.

★ À maîtriser

• L’axe neuroendocrinien suit la séquence hypothalamus, hypophyse, glande ou organe périphérique, puis production d’hormones agissant sur l’organisme.

📌 Le rétrocontrôle négatif du cortisol réduit la stimulation hypothalamique et hypophysaire lorsque la concentration circulante de cortisol devient suffisante.

Compléments

• L’hypophyse antérieure libère notamment:
  • ACTH
  • TSH
  • FSH
  • LH
  • Prolactine

💡 Astuce mémo

Hypothalamus → hypophyse → organes endocriniens

📖 15. Substance grise périaqueducale

🔑 Notions clés & Définitions

• Substance grise périaqueducale : Structure du tronc cérébral impliquée dans le freezing, l’analgésie, la respiration, la réaction au stress et les réponses cardiovasculaires.

★ À maîtriser

• Les quatre colonnes de la substance grise périaqueducale sont:
  • Dorsomédiale
  • Dorsolatérale
  • Latérale
  • Ventrolatérale

Compléments

• La substance grise périaqueducale est connectée notamment à:

  • Cervelet
  • Moelle épinière
  • Noyau accumbens
  • Hypothalamus
  • Amygdale
  • Cortex préfrontal
  • Gyrus cingulaire
  • Thalamus
  • Cortex précentral et postcentral

• Les principales entrées de la substance grise périaqueducale comprennent:

  • Noyau du tractus solitaire
  • Fibres catécholaminergiques
  • Lamina 1
  • Cortex préfrontal médian
  • Cortex cingulaire antérieur
  • Cortex orbitofrontal
  • Noyau central de l’amygdale
  • Hypothalamus

💡 Astuce mémo

DM-DL-L-VL : quatre colonnes du PAG

📖 16. Moelle et système nerveux périphérique

📝 Points essentiels

• La moelle épinière appartient au système nerveux central et se termine au niveau de la deuxième vertèbre lombaire selon les repères osseux.

• La substance grise de la moelle épinière est située plutôt en profondeur et forme une aile de papillon, tandis que la substance blanche est plutôt externe.

• Une information sensitive périphérique chemine par les nerfs, remonte la moelle épinière, est modulée à différents étages et peut atteindre le cortex sensoriel primaire pour devenir une sensation consciente.

📌 Le système nerveux périphérique comprend les nerfs crâniens issus du tronc cérébral et les nerfs rachidiens issus de la moelle épinière.

💡 Astuce mémo

Afférences vers le cerveau, efférences vers la périphérie

📊 Tableaux de synthèse

Types cellulaires du système nerveux

Régions corticales et fonctions